住宅设计中生态技术运用研究

袁理

摘  要：本文阐述了如何将雨水收集与生活污水处理技术、热交换通风系统和太阳能加热系统运用到住宅设计中。生态技术与建筑设计相结合，不仅创造了良好的空间环境，而且大幅度降低了能源消耗。利用生态大师软件对节能效果进行模拟评估，为生态技术的运用提供了有力依据。

关键词：生态技术;雨水收集;生活污水处理;热交换通风系统;太阳能加热系统

分类号：X92

一、雨水收集与生活污水处理

如图1所示，落在屋顶上的雨水通过管道被收集到蓄水池中;室内的冲厕污水通过管道引向室外的污水净化池中净化，又被引入到花坛中继续净化，最后被引入蓄水池中储存;盥洗水通过管道被引入到花坛中净化后，也被储存到蓄水池中;蓄水池中被净化过的水再通过管道被引入到室内用来冲厕，还可以用来灌溉和洗车。如果蓄水池中的水收集过多，可以通过管道被引入到排水沟中去，避免水溢出蓄水池。室外的污水净化池需要定期做污泥清理，否则达不到理想的净化效果。

雨水收集与生活污水处理计算的研究对象是标准住宅单体，通过计算得出了每年各部分用水的体积和各部分用水之间的转换关系。用来洗涤每年消耗的饮用水量是157680L，通过屋顶每年收集到的雨水量是188206.4L，每年用来冲厕的水量是236520L。洗涤与冲厕的废水需要经过多次净化，在净化的过程中有所损失，最后得到的净化水量为275940L，再加上每年收集到的雨水量，总共得到的净化水为464146.4L。净化水再被用来冲厕，还剩下227626.4L，这些水可以被用来灌溉和洗车，最后多余的水可以通过溢流被引入排水沟中。

二、热交换通风系统

热交换通风系统为室内提供充足的新鲜空气，同时将污浊空气排出室外，也为室内的采暖和制冷节省了能量。

它的工作过程可分为三种情况：（如图2所示）

⑴夏天白天，从树荫处吸收温度较低的新鲜空气，通过地下管道的过滤和冷却进入室内，同时污浊的热空气通过废气管道排出室外，起到了通风和制冷的作用。

⑵夏天夜晚，系统关闭，打开所有窗户形成自然通风。

⑶冬天，从室外吸收新鲜空气，通过地下管道的过滤和加热进入室内，污浊的热空气通过废气管道排出室外，同时开启设置在太阳能烟囱尽端的热回收装置，将废气中的热量回收到地下新鲜空气管道中重復利用，节省了能量。

三、太阳能加热系统

利用太阳能板收集太阳辐射能量，通过管道输送到放置在屋顶的冷热水交换箱中，给冷水加热，热水再通过管道输送到各层的暖气中为室内供暖。另一部分热水则通过管道输送到各层供日常生活使用。（如图3所示）

四、生态大师能量模拟与计算

1.研究的对象与方法

研究的对象是标准住宅单体，在生态大师中建立单体的模型，然后附上相应的材质。利用此模型可以模拟计算出太阳能收集器每年收集到的太阳辐射能量，每年采暖、制冷消耗的能量以及各部分能量之间的关系。（如图4所示）

2.太阳能收集器每年收集到的太阳辐射能量计算

研究对象为单体模型中的太阳能板，计算出太阳能收集器每年收集到的太阳辐射总能量为50629.49kWh，但这些能量不能被完全使用，估算有50%的损失，因此实际被利用的能量大约是25314.75 kWh。

3.每年采暖消耗的能量计算

利用单体模型计算出每年采暖消耗的总能量为89712.85kWh。

4.每年制冷消耗的能量计算

利用单体模型计算出每年制冷消耗的总能量为12596.08kWh。

5.标准住宅单体每年能量输入与输出的差值估算

住宅单体每年总的能量输入约120814.75kWh，每年总的能量输出约115808.93kWh，它们之间的差值约5005.82kWh（如表1所示）。这表明在输入与输出的过程中，能量损失约5005.82kWh。能量输入与输出的差值越小，说明住宅越节能。

五、结论

在住宅设计中，把建筑设计和生态技术相结合，使技术设备成为建筑中不可缺少的一部分;在创造良好的空间环境同时，节省了基础能源的消耗。特别是生态大师软件在能量计算中的应用，将节能效果数字化，增强了生态技术运用的说服力。

参考文献：

[1]Gerhard Hausladen，ClimaSkin，München，HOCHTIEF Construction AG，2006

[2]Roberto Gonzalo，Karl J. Habermann，ENERGIEEFFIZIENTE ARCHITEKTUR，München，2006

[3]Gerhard Hausladen，Michael de Saldanha，ClimaDesign，München，Saint Tropez，2004

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